一种纳米MnO制造技术

本发明专利技术属于领域，提供了一种纳米MnO

【技术实现步骤摘要】
一种纳米MnO
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VO
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/TiO2‑
改性分子筛复合催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及环境处理领域，尤其涉及一种纳米MnO
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/TiO2‑
改性分子筛复合催化剂及其制备方法与应用。
[0002]
技术介绍

[0003]挥发性有机化合物（VOCs）的高效治理技术受到广泛关注，主要分为捕集（冷凝、吸收、吸附、膜分离等）和销毁（热焚烧、热催化、等离子体、光催化等）两种方式，其中销毁技术需要首先将空气中低浓度的VOCs气体进行捕获并富集。
[0004]吸附法是目前应用最为广泛的VOCs捕集技术，其方法成熟度高、操作过程简单且经济成本相对低廉；吸附法的技术核心在于VOCs吸附容量高、解吸可控且易于再生的高性能吸附剂的开发。
[0005]目前，用于VOCs气体捕集的吸附剂主要为多孔材料，如活性炭、活性碳纤维、硅藻土、介孔 二氧化硅、金属有机骨架（MOFs）以及分子筛等；活性炭和活性碳纤维属于炭基多孔材料吸附容量大、耐酸碱且成本低廉，然而其丰富的表面基团易于与VOCs分子发生化学吸附或形成稳定的氢键，解吸/脱附不彻底，且碳基材料不耐高温导致再生困难；硅藻土水热稳定性差且主要为大孔结构，不利于低浓度下的 VOCs 气体吸附；介孔二氧化硅受限于自身较大的介孔孔道，对动力学直径较小的VOCs分子 吸附结合力相对较弱，富集低浓度VOCs气体能力较差；金属有机骨架化合物对VOCs分子具有较高的吸附容量，但其前体制备成本高，目前尚处于基础研发阶段；分子筛在分子尺寸上高度有序、具有孔径可调的微孔孔道，骨架结构丰富，热稳定性好，已广泛用于工业上吸附/分离过程，其中分子筛转轮技术已成功应用于工业排放VOCs气体的吸附捕集，分子筛吸附转轮通常采用无机纤维纸卷成的蜂窝状基底型材，将疏水性分子筛涂覆/生长在蜂窝状多孔结构的通道表面，最后再经烧结制成整体式分子筛吸附转轮，但是其存在易吸附饱而导致吸附效率降低、吸附后脱附、氧化等工艺流程比较复杂；同时，分子筛吸附转轮吸附的过程中与VOCs共存的一些油性物质如一些酯类物质也被吸附在分子筛表面，从而堵塞管道，也影响到转轮对VOCs的吸附效率。
[0006]
技术实现思路

[0007]本专利技术的一种纳米MnO
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/TiO2‑
改性分子筛复合催化剂及其制备方法与应用，该催化剂中分子筛经改性处理具有高憎水憎油性，在提高分子筛吸附VOCs的同时实现对VOCs的降解，解决了分子筛的堵塞问题，同时大大提高了分子筛对VOCs的吸附效率和处理效果，实现吸附、降解一体化，简化VOCs处理的工艺流程。
[0008]本专利技术提供的技术方案如下：一种纳米MnO
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VO
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/TiO2‑
分子筛复合催化剂的制备方法，包括下列步骤：
S1、介孔中空纳米TiO2的合成：将钛酸丁酯溶于无水乙醇，加入表面活性剂CTAB和纳米C，搅拌下滴加无水乙醇、冰醋酸和去离子水的混合物，水解形成溶胶后继续搅拌至形成凝胶，静置2
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3天，80 ~100℃真空干燥8
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10小时后研磨，在马弗炉中500 ℃空气焙烧3小时，制得介孔中空纳米TiO2；S2、纳米MnO
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VO
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/TiO2的合成：将NH4VO3和Mn(CH3COO)2•
4H2O加入到60
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70℃的去离子水中，搅拌溶解，加入介孔中空纳米TiO2，搅拌5
‑
10分钟后，加入柠檬酸和聚乙二醇，加速搅拌，升温至80 ~100℃，持续搅拌至形成凝胶，烘干，研磨，焙烧，得纳米MnO
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VO
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/TiO2；S3、分子筛的改性:将改性剂用乙醇将其稀释至5%的改性剂溶液，常温下将分子筛浸泡在改性剂溶液中4
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6 小时后常温常压下晾干5 h左右，随后60
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80℃下3
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4小时烘干，随后冷却5小时得具有高憎水憎油性的改性分子筛;S4、纳米MnO
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/TiO2‑
改性分子筛复合催化剂的合成：将纳米MnO
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/TiO2和分子筛加入去离子水中，超声分散，搅拌4
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6h，烘干，得纳米MnO
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/TiO2‑
改性分子筛复合催化剂。
[0009]进一步的，步骤S1中，钛酸丁酯、无水乙醇、冰醋酸、去离子水、表面活性剂CTAB和纳米C的摩尔比为1:(20~40):(1~2.5):(2~6):0.022:2。
[0010]进一步的，步骤S2中，柠檬酸、NH4VO3和Ni(NO3)3的摩尔比为4:1:1；NiO
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/TiO2中，NiO
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的质量百分比为1
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10%，聚乙二醇与柠檬酸的质量比为1:10。
[0011]进一步的，步骤S3中，分子筛为ZSM
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5、β型分子筛或Y
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5A。
[0012]进一步的，步骤S3中，改性剂为全氟辛酸。
[0013]进一步的，步骤S3中，改性剂的质量为分子筛质量的10%。
[0014]进一步的，步骤S2中，烘干的温度为120℃，焙烧为马弗炉500℃空气焙烧3.5 h。
[0015]本专利技术还提供了一种上述中任一项的制备方法制备得到的纳米MnO
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/TiO2‑
改性分子筛复合催化剂。
[0016]本专利技术还提供了一种上述纳米MnO
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/TiO2‑
改性分子筛复合催化剂在VOCs去除中的应用。
[0017]本专利技术还提供了一种VOCs处理剂，包括上述中的纳米MnO
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VO
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/TiO2‑
改性分子筛复合催化剂。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）纳米MnO
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/TiO2具有介孔结构，比表面积较大，孔道短，具有较好的VOCs吸附性能，与具有微孔结构高比表面积的改性分子筛复合后不影响改性分子筛的吸附，而且在复合的同时具有介孔结构的纳米MnO
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/TiO2与具有微孔结构的改性分子筛形成多级孔，减小孔道，提高复合催化剂对VOCs的吸附效率。
[0019]（2）改性分子筛具有高憎水憎油性，酯类物质不易被吸附在分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米MnO
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/TiO2‑
分子筛复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：S1、介孔中空纳米TiO2的合成：将钛酸丁酯溶于无水乙醇，加入表面活性剂CTAB和纳米C，搅拌下滴加无水乙醇、冰醋酸和去离子水的混合物，水解形成溶胶后继续搅拌至形成凝胶，静置2
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3天，80 ~100℃真空干燥8
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10小时后研磨，在马弗炉中500 ℃空气焙烧3小时，制得介孔中空纳米TiO2；其中，钛酸丁酯、无水乙醇、冰醋酸、去离子水、表面活性剂CTAB和纳米C的摩尔比为1:(20~40):(1~2.5):(2~6):0.022:2，钛酸丁酯为17mL、无水乙醇为22 mL、冰醋酸为3.6mL、去离子水为3.6mL、表面活性剂CTAB为0.4 g和纳米C为1.2 g；S2、纳米MnO
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/TiO2的合成：将NH4VO3和Mn(CH3COO)2•
4H2O加入到60
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70℃的去离子水中，搅拌溶解，加入所述介孔中空纳米TiO2，搅拌5
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10分钟后，加入柠檬酸和聚乙二醇，加速搅拌，升温至80 ~100℃，持续搅拌至形成凝胶，烘干，研磨，焙烧，得纳米MnO
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/TiO2；S3、分子筛的改性:将改性剂用乙醇将其稀释至5%的改性剂溶液，常温下将ZSM
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5分子筛浸泡在改性剂溶液中4
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6小时后常温常压下晾干5h左右，随后60
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80℃下3
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4小时烘干，随后冷却5小时得具有高憎水憎油性的改性分子筛；其中，所述改性剂为全氟辛酸；S4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬印，鞠剑峰，狄向华，刘立忠，刘毓伟，
申请(专利权)人：云汇环保科技南通有限公司，
类型：发明
国别省市：